丁正醇脫水化工工藝設(shè)計(jì)

正丁醇脫水裝置工藝設(shè)計(jì)圖1正丁醇脫水工藝流程簡(jiǎn)圖()原料液及塔頂、塔底產(chǎn)品的摩爾分率X=0.4FX=0.001DM=18kg/kmol水X=0.999W的平均摩爾質(zhì)量F=5104103(D=93.79kmol/h塔底產(chǎn)品的摩爾分率水水X=0.476FDX=0.999W水的摩爾質(zhì)量M=18kg/kmol水X=0.022FX=0.249DX=256PPMWFDWFDW查Aspen物性數(shù)據(jù)庫(kù)的t=40℃水和正丁醇定壓比熱容：Cp=71.056kJ/kmol·K水CpC4H9OH=215.059kJ/kmol·K查Aspen物性數(shù)據(jù)庫(kù)水和正丁醇在117.6℃的汽化潛熱：rC4H9OH=43090.92kJ/kkmolr水=39945.5kJ/kmolQ3=qmw1rmol水rC4H9OH=45256.62kJ/kmolQ4=qmw2r1.7分層器的熱量衡算1.8物料裝置帶出的熱量查Aspen物性數(shù)據(jù)庫(kù)水和C4H9OH在27℃的定壓比熱容：Cp=3.86kJ/kg·K水CpC4H9OH=2.814kJ/kg·KQ6=qCp△t系統(tǒng)熱量衡算Q=Q+Q加移損外界向系統(tǒng)提供的熱量------------------------------------------------------------Q加物料離開系統(tǒng)帶走的熱量---------------------------------------------------------Q移系統(tǒng)損失的熱量---------------------------------------------------------------------Q損Q=Q+Q損加移算T(1)塔板數(shù)NT最小回流比及操作回流比的確定用Aspen工程軟件中的嚴(yán)格計(jì)算的模塊(RadFrac)建立雙塔精餾的連續(xù)流程，調(diào)TN=1FN=1F際板數(shù)的求取N7/0.5=14提Ⅱ塔提餾段實(shí)際板數(shù)N=5/0.5=10提精餾段操作壓力P=101.325kPa精1提餾段操作壓力P=101.325kPa提1精餾段操作壓力P=101.325kPa精2提餾段操作壓力P=101.325kPa提2精2精2提2ML提2==18.906kg/kmol④平均密度計(jì)算提餾段ρV提1提餾段ρV提1=TV提1kg/m3料板液相密度塔釜液相密度ρ提餾段液相平均密度料板液相密度塔釜液相密度ρ精餾段液相平均密度段液相平均密度ρL提2==906.355kg/m3液相表面張力σσL精2=58.05mN/mσL提2==58.16mN/m⑥液體平均粘度塔釜液相粘度μ提餾段液相平均粘度μL提2==0.297235mPa·s塔的塔體工藝尺寸計(jì)算(1)塔徑的計(jì)算V=V精1s3600ρLML=L精1s00ρL精1-ρLVρ-ρLVρV)hv20(20)(20)LVρVTTTTT(2)精餾塔有效高度的計(jì)算提1提1T1精1提1提2提2T寸(1)溢流裝置計(jì)算①堰長(zhǎng)lw溢流堰高度h由h=h-h，選用平直堰wLow《化工原理》下冊(cè)式10-34wnLwLowdf由l/D=0.6，查《化工原理》下冊(cè)圖10-40得;wAWADTfTd3600AHθ=fTLh計(jì)合理隙高度owww(2)塔板布置CaA=(|x'r2_x'2+πr2_x2+πr2sin_1x)|aa(180r)(180r)dSCa(1800.865)dmm00a00S0(1)干板阻力hC計(jì)算C790(0.75)(2)氣體通過(guò)液層的阻力h1計(jì)算LVTf01L張力的阻力h計(jì)算裝裝L0h氣體通過(guò)每層塔板的液柱高度hppc1裝ppL(1)漏液線由《化工原理課程設(shè)計(jì)》式3-38u=V/A=4.4C[0.0056+0.13(h+h)_h]p/p0,mins,min00wow裝LVow(0.3)sV=4.4CA[0.0056+0.13(h+h)_h]p/pws裝pws裝pws.056s(2)液沫夾帶線VssfLwowssTfsu=Vs=sVs=0.4147VTfsh (3)液相負(fù)荷下限線 (0.9)s 9=fT=4=LLsss(5)液泛線令H=0(H+h)dTwdpLdLTwowc裝d忽略h，將h與L，h與L，h與V的關(guān)系式帶入上式，并整理得：裝owsdscssss=0.Tww0lw (1.08)sss(1)原料罐(2)Ⅰ塔釜產(chǎn)品罐(3)Ⅱ塔釜產(chǎn)品罐(1)原料預(yù)熱器Q=qCpt0m00ttt'=12mlnt1t2==mr2182面積m2.8采用弓形折流板，取弓形折流板圓缺高度為殼體內(nèi)徑的25%，則切去的圓缺高度為B(2)Ⅰ塔塔釜再沸器ttt=12mlnt1t2=ln14093=ln14093m23.9mr2282(3)Ⅰ塔塔頂冷卻器ttt=12mlnt1t2==KWm℃Q1899.1227103S'===31.3m2Kt200030.3mN4管子根數(shù)n146m38.3mCpt3.879(3025)(4)Ⅱ塔塔釜再沸器ttt=12mlnt1t2==Q1063.03103S'===30.2m2Kt150023.5m管子根數(shù)n99m34.9mr2209.814.3泵的選型(1)原料泵揚(yáng)程H>4m55(4)I塔塔釜產(chǎn)品泵揚(yáng)程H>3ms5管徑計(jì)算與選型(摘自道的計(jì)算和選型(1)原料輸送管道V=6313.13d=(2)Ⅰ塔的物料管道d=d==